一种近距离沉井群下沉施工方法技术

本发明专利技术公开了一种近距离沉井群下沉施工方法，包括：确定沉井群中相邻沉井的最小水平净距a；根据主动土压力理论，计算土体在极限压力状态时，土体滑动面水平宽度为a时的土体滑动面垂直深度h1；将沉井自重的竖向荷载视为局部附加荷载，沉井自重的竖向应力向下扩散，计算在水平净距a处竖向应力向下扩散的垂直深度h2；确定沉井群施工中相邻沉井的刃脚安全高差H，其中，H＜min{h1,h2}；沉井群中的相邻沉井交替下沉，完成沉井下沉施工及封底施工，且始终将相邻沉井的刃脚高差控制在安全高差H的范围内。所述施工方法，通过合理选择下沉次序，控制沉井每一阶段的最大下沉量，大大降低了沉井之间的相互影响，保证了沉井群所有沉井顺利下沉。

【技术实现步骤摘要】
一种近距离沉井群下沉施工方法
本专利技术涉及一种沉井施工技术，具体涉及一种近距离沉井群下沉施工方法。
技术介绍
沉井在沿海地区各种工程中有着广泛的应用，如作为顶管工作井、桥梁基础等。沉井下沉过程中，需要保证沉井竖直。一般的沉井在小范围内常以单个数量出现，出现两个沉井的情况相对较少。在同一小范围内出现近距离相邻三个沉井，我们称之为沉井群。沉井群施工中，每个沉井的施工都可能对其它沉井产生影响。由于涉及沉井群的工程相对较少，且沉井群之间的相互作用较为复杂，国内外缺乏相关研究和施工经验。在少数涉及沉井群的工程中，主要依据施工人员的主观判断，易造成沉井倾斜事故，且施工效率地下。
技术实现思路
针对国内外缺乏沉井群施工的相关研究和施工经验，在工程中容易造成沉井倾斜事故且施工效率低下的问题，本专利技术提供了一种近距离沉井群下沉施工方法，可以避免群井群之间的相互干扰，保证沉井群所有沉井顺利下沉。为解决以上技术问题，本专利技术包括如下技术方案：本专利技术提供的一种近距离沉井群下沉施工方法，包括：确定沉井群中相邻沉井的最小水平净距a；根据主动土压力理论，计算土体在极限压力状态时，土体滑动面水平宽度为a时的土体滑动面垂直深度h1；将沉井自重的竖向荷载视为局部附加荷载，沉井自重的竖向应力向下扩散，计算在水平净距a处竖向应力向下扩散的垂直深度h2；确定沉井群施工中相邻沉井的刃脚安全高差H，其中，H＜min{h1,h2}；沉井群中的相邻沉井交替下沉，完成沉井下沉施工及封底施工，且始终将相邻沉井的刃脚高差控制在安全高差H的范围内。进一步，H＝k·min{h1,h2}，k为安全系数，且0＜k＜1。进一步，在沉井群的四周布设用于监测地表沉降数据的地表沉降观测点，采用高程测量工具进行数据监测。进一步，在沉井群的每个沉井外壁的同一断面上等角度设置多个坐标监测点，监测沉井高程变化数据及水平位移数据。进一步，在沉井群的每个沉井内壁的同一断面上等角度设置多个铅垂线，用于监测沉井的倾斜度。进一步，沉井群包括并排设置的1号沉井、2号沉井、3号沉井，且设计下沉深度均为Q，沉井群中的相邻沉井交替下沉具体包括：先将2号沉井下沉深度H；若H＜Q≤2H，则分别将1号沉井、3号沉井一次下沉到位，然后将2号沉井下沉到位，完成沉井下沉施工；若Q＞2H，分别将1号沉井、3号沉井下沉深度H，然后交替施工2号沉井以及1号沉井、3号沉井，每次下沉深度控制为2H，若剩余深度不足2H，则以实际剩余深度进行下沉，直至1号沉井、2号沉井、3号沉井均下沉到位，完成沉井下沉施工。进一步，沉井群包括并排设置的1号沉井、2号沉井、3号沉井，且设计下沉深度均为Q，沉井群中的相邻沉井交替下沉完成沉井下沉施工具体包括：先将1号沉井下沉深度H；然后同步施工1号沉井、2号沉井，并将1号沉井、2号沉井的刃脚高差控制在安全高差H的范围；2号沉井下沉至深度为H时，同步施工2号沉井、3好沉井，并将2号沉井、3号沉井的刃脚高差控制在安全高差H的范围；1号沉井、2号沉井、3号沉井分别达到设计深度Q，完成沉井下沉施工。。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术针对近距离沉井群下沉施工存在相互干扰的难度，通过合理选择下沉次序，控制沉井每一阶段的最大下沉量，并结合严密的监测手段，在不增加施工成本的基础上，大大降低了沉井之间的相互影响，保证了沉井群所有沉井的顺利下沉。附图说明图1至图3为本专利技术一实施例中的施工中沉井不同下沉深度产生的土体滑动面与相邻沉井位置关系图；图4为本专利技术一实施例中的附加竖向应力计算原理图；图5为本专利技术一实施例中的沉井自重产生的附加荷载示意图；图6为本专利技术另一实施例提供的沉井群俯视图；图7至图10为本专利技术另一实施例提供的沉井群施工流程图；图11为本专利技术另一实施例提供的沉井群监测点布设示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提供的一种近距离沉井群下沉施工方法作进一步详细说明。结合下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。国内关于单个沉井施工的技术已很成熟，但是，缺乏对沉井群施工的相关研究。沉井群的沉井之间的净距很小，在施工中相互之间容易产生影响，而单个沉井施工中并不存在这样的问题。申请人经研究发现，沉井群施工中相邻沉井的影响主要原因有两个：其一为，由于先施工的沉井进行井内除土造成一定程度的井位偏差，使沉井周土体发生一定范围的扰动，使沉井井壁外侧产生主动土压力，主动土压力达到极限状态时，将使土体存在滑动面，影响未下沉沉井；其二为，地面上的未下沉的沉井由于自重大会在土体中产生附加压力，此附加压力会对相邻的正在下沉的沉井产生附加的单向水平荷载，引起施工中的沉井偏斜。本专利技术的主要思路为：根据主动土压力理论，计算土体滑动面水平宽度为a时的土体滑动面垂直深度h1，并沉井自重的竖向应力向下扩散至水平宽度a处的垂直深度h2，施工中相邻沉井交替下沉，且取min{h1,h2}作为相邻沉井刃脚垂直高差的控制参数，从而避免相邻沉井因主动土压力、附加荷载等因素产生相互影响。实施例一本实施例提供的一种近距离沉井群下沉施工方法，包括：确定沉井群中相邻沉井的最小水平净距a；根据主动土压力理论，计算土体在极限压力状态时，土体滑动面水平宽度为a时的土体滑动面垂直深度h1；将沉井自重的竖向荷载视为局部附加荷载，沉井自重的竖向应力向下扩散，计算在水平净距a处竖向应力向下扩散的垂直深度h2；确定沉井群施工中相邻沉井的刃脚安全高差H，其中，H＜min{h1,h2}；沉井群中的相邻沉井交替下沉，完成沉井下沉施工及封底施工，且始终将相邻沉井的刃脚高差控制在安全高差H的范围内。如图1所示，沉井一在施工中存在潜在的土体滑动面，在考虑对相邻的沉井二影响时，引入郎肯土压力理论，沉井一的井壁外侧的土体达到主动土压力极限状态时，土体将存在潜在滑动面，土体滑动面和水平面成夹角为为土体内摩擦角。滑动面水平宽度为a时，对应的垂直深度为h1，根据直角三角形的的边角关系，可以推出也就是说，当沉井一与沉井二的刃脚的垂直距离达到h1时，滑动面将延伸至沉井二的刃脚下。图2展示了相邻沉井净距为a时，当沉井一与沉井二的的刃脚垂直距离超过h1时，滑动面延伸至沉井二的下方，若进行沉井二施工，可能出现土体滑动，从而造成沉井二倾斜。图3展示了相邻沉井净距为a时，当沉井一与沉井二的的刃脚垂直距离小于h1时，滑动面对沉井二没有影响，在沉井二进行施工时，不会收到土体滑动面的影响。因此，在施工时，相邻的沉井的刃脚垂直距离应始终小于h1，从而避免因潜在的土体滑动面而对相邻沉井造成影响。如图4所示，在计算沉井自重对相邻的已施工沉井产生的附加荷载时，参考《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012中3.4.7条，关于局部附加荷载作用下的土中附加竖向应力标准值的计算。如图4所示，当d+a/tanθ≤Za≤d+(3a+b)/tanθ时，当Za≤d+a/tanθ或Za≥d+(3a+b)/tanθ时，取Δσk,j＝0；式中：Δσk,j──支护结构外侧第j个附加荷载作用下计算点的土中附加竖向应力标准值(kPa)，p0──基础底面附加压力标准值(kPa)；d──基础本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近距离沉井群下沉施工方法，其特征在于，包括：确定沉井群中相邻沉井的最小水平净距a；根据主动土压力理论，计算土体在极限压力状态时，土体滑动面水平宽度为a时的土体滑动面垂直深度h1；将沉井自重的竖向荷载视为局部附加荷载，沉井自重的竖向应力向下扩散，计算在水平净距a处竖向应力向下扩散的垂直深度h2；确定沉井群施工中相邻沉井的刃脚安全高差H，其中，H＜min{h1,h2}；沉井群中的相邻沉井交替下沉，完成沉井下沉施工及封底施工，且始终将相邻沉井的刃脚高差控制在安全高差H的范围内。

【技术特征摘要】
1.一种近距离沉井群下沉施工方法，其特征在于，包括：确定沉井群中相邻沉井的最小水平净距a；根据主动土压力理论，计算土体在极限压力状态时，土体滑动面水平宽度为a时的土体滑动面垂直深度h1；将沉井自重的竖向荷载视为局部附加荷载，沉井自重的竖向应力向下扩散，计算在水平净距a处竖向应力向下扩散的垂直深度h2；确定沉井群施工中相邻沉井的刃脚安全高差H，其中，H＜min{h1,h2}；沉井群中的相邻沉井交替下沉，完成沉井下沉施工及封底施工，且始终将相邻沉井的刃脚高差控制在安全高差H的范围内。2.如权利要求1所述的近距离沉井群下沉施工方法，其特征在于，H＝k·min{h1,h2}，k为安全系数，且0＜k＜1。3.如权利要求1所述的近距离沉井群下沉施工方法，其特征在于，在沉井群的四周布设用于监测地表沉降数据的地表沉降观测点，采用高程测量工具进行数据监测。4.如权利要求1所述的近距离沉井群下沉施工方法，其特征在于，在沉井群的每个沉井外壁的同一断面上等角度设置多个坐标监测点，监测沉井高程变化数据及水平位移数据。5.如权利要求1所述的近距离沉井群下沉施工方法，其特征在于，在沉井群的每个沉井内壁的同一断面上等角度设置多个铅...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩举宇，严国仙，赵地芳，许玮，
申请(专利权)人：上海市政建设有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31